刘书田
,
刘鹏
,
张永存
,
王博
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.01.025
二维多孔材料存在一个易于流动的方向并具有较大的面密度,因此在具有良好的比刚度和比强度的同时也具有良好的散热性能,研究强迫对流下的散热性能对其多功能化设计具有重要意义.本文中利用数值方法求解考虑二维多孔材料内部流体流动规律、热传导和对流换热影响的流固耦合热传输问题,分析了多孔率和微结构尺寸对散热性能的影响并进行了最优参数设计;通过分析比较5种具有典型微结构形式的二维多孔材料的散热性能,给出了微结构形式对散热性能的影响.提出了以需要满足的散热性能为约束条件,以满足需求的设计参数的可调范围(设计参数的允许变化范围)为设计目标的最优散热结构设计理念.以此理念得到的设计结果,更有利于根据其他性能的要求对材料进行多功能化设计.分析表明,具有正六边形微结构的二维多孔材料的散热性能最优,并有利于实现轻质多功能化设计.
关键词:
散热
,
材料设计
,
二维多孔材料
,
蜂窝材料
张永存
,
刘书田
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.03.033
由于存在一个易于流动的方向并具有较大的面密度,金属蜂窝材料在具有良好的比刚度和比强度的同时也具有良好的散热性能,研究强迫对流下的散热性能对其多功能化设计具有重要意义.蜂窝材料强迫对流换热是流-固耦合传热问题,由于具有大量微结构,直接采用计算流体动力学(CFD)方法进行模拟,计算量巨大,成为进行优化设计的主要障碍.发展具有广泛适用性的高效快速算法具有重要的理论意义和应用价值.针对金属蜂窝强迫对流换热结构,本文中提出了一种快速高效的数值算法,计算速度比有限体积法提高3～4个数量级.通过2个具体算例,验证了该方法的有效性和广泛适用性.
关键词:
金属蜂窝材料
,
对流换热
,
快速数值算法
,
有限体积法
郭绍伟
,
张永存
,
宋恩鹏
,
孙先念
,
徐雅楠
,
刘书田
复合材料学报
针对具有典型铺设角[0/45/-45/90]的开孔碳纤维层合板,采用三维有限元数值模拟方法,分析了在单向拉伸载荷作用下孔边附近的层间应力,讨论了界面层参数对层间应力的影响,详细给出了典型铺设角之间层间应力的分布规律和最大层间应力产生的位置。结果表明：对于相同铺设角的界面层,沿厚度方向的位置影响层间应力的大小,但不影响分布趋势;而铺层顺序（如[角度1/角度2]或[角度2/角度1]）对层间应力的大小和分布趋势影响则较小。最大层间正应力产生于[-45/90]的界面层,位于与拉伸方向成90°的位置,是外加拉伸应力的51%;最大层间剪应力产生于[-45/0]的界面层,最大层间环向剪应力位于与拉伸方向成74°的位置,是外加拉伸应力的64%;而最大层间径向剪应力位于与拉伸方向成66°的位置,是外加拉伸应力的25%。
关键词:
典型铺设角
,
开孔层合板
,
层间应力
,
自由边效应
,
界面层参数
张南
,
张永存
,
陈文炯
,
吴书豪
,
刘书田
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20170122.001
本文详细探讨了含流道的微桁架夹层面板内部复杂的传热机制,并基于简化假设,提出了一种评估该结构隔热性能的解析模型,建立了该类新型一体化主动冷却热防护结构的隔热性能快速评估方法.通过与Fluent 软件详细的数值模拟结果对比,验证了评估方法的有效性.该研究为新结构的实际应用提供了理论基础.
关键词:
热防护结构
,
含流道微桁架材料
,
解析模型
,
隔热性能
,
一体化设计
付国忠
,
刘建平
,
赵晓峰
,
刘建明
,
吕庆功
,
彭龙洲
钢铁
在对轧制时钢管的温降原因进行分析的基础上,给出一种定张减温降计算模型,该模型考虑了辐射、接触传导、内部传导对温度的影响.通过对轧制实验测定得到钢管的温降数据与此模型实例计算的结果进行对比分析,表明该模型比较准确,能够满足生产实际的要求,可用于自动控制系统中定张减温降的计算,从而为控制系统比较准确地对轧机进行设定及调整提供依据.
关键词:
定张减
,
温降
,
模型
王若民
,
詹马骥
,
季坤
,
严波
,
王夫成
,
杜晓东
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201703023
通过对高压输电用耐张线夹及夹持导线的宏观形貌、化学成分、腐蚀产物进行分析,探讨了该线夹腐蚀失效的原因.结果表明:该线夹在压接时即存在铝线断股现象,服役过程中使酸性雨水更易进入到压接管内部,对线夹与钢芯铝绞线结合面进行腐蚀生成腐蚀产物,导致耐张线夹电阻增大;随着腐蚀的进行,线夹电阻不断增大,其温度也随之升高;当温度超过临界温度时,热平衡状态被打破,最终线夹过热,导致高温烧损失效;应加强线夹压接管位置的红外测温监控,及时更换温度明显异常的压接管.
关键词:
耐张线夹
,
腐蚀
,
热击穿
,
钢芯铝绞线
柴武倩
,
杨强云
,
杨川
,
高国庆
,
崔国栋
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201509024
对断裂的汽车张紧轮紧固螺栓的显微组织、化学成分、硬度以及断口的宏、微观特征进行了综合分析,找出其断裂的原因.结果表明:螺栓在搓丝加工过程中挤压量过大,使螺纹尖端产生较多微裂纹,同时螺纹根部也存在一些加工缺陷,并在之后的热处理过程中进一步扩展;在使用过程中,微裂纹和加工缺陷处产生应力集中,使螺栓材料的疲劳强度降低,裂纹源的过早形成最终导致了螺栓发生疲劳断裂而失效.
关键词:
螺栓
,
微裂纹
,
缺陷
,
疲劳断裂
秦勇
,
夏源明
,
毛天祥
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.06.017
在纤维束缠绕时施加张紧力,使得固化成型后的飞轮内部形成一定的预加径向压应力,这是提高飞轮径向强度的有效方法之一.基于过盈配合的思想建立了计算张紧力缠绕导致的复合材料飞轮内部预应力和变形的简化模型和方法.通过算例分析发现:等张力缠绕产生的环向应力在半径方向上先减小后增大,径向压应力不断变小;变张力缠绕过程中,张紧力由小逐渐变大时,飞轮的径向压应力增大,径向强度提高;飞轮设计中仅仅依靠张紧力缠绕是不够的,还必须和固化成型后的厚壁筒之间的过盈套装一起来设计合理的径向预加压应力.
关键词:
复合材料飞轮
,
张紧力
,
缠绕
,
过盈配合
,
径向强度
许石民
,
黄华贵
,
臧新良
,
杜凤山
,
蒋松
钢铁
张力调节是板带材生产工艺中的重要环节,为研究平整分卷线上三辊张力装置的增张机理和张力调节能力,采用弹塑性有限元方法对其工作过程进行数值模拟,得到了板厚、开卷张力、上张力辊压下量和设备结构参数等对张力装置增张能力的影响规律.将有限元模拟结果作为训练样本,结合国内某厂实测数据,建立了三辊张力装置增张能力的BP神经网络预测模型,预测结果与实测数据吻合良好,实现了张力调节定量控制.
关键词:
三辊张力装置
,
张力调节
,
弹塑性有限元法
,
BP神经网络
